Der Stoff für Studierende

Damit Studierende mit ihren Ideen und Überlegungen kein „Inseldasein“ führen sowie die Arbeit im Team kennenlernen, haben sie im Rahmen ihres ­dualen Studiums die Möglichkeit, an konkreten Aufgaben aus den aktiven Projekten der HZD mitzuarbeiten – egal ob in den regelmäßig wiederkehrenden Praxisphasen oder im Zuge ihrer Abschlussarbeiten. Das Innovationsmanagement der HZD bietet dabei ein ­besonders interessantes Einsatzgebiet. Die Palette der Themen, die die Studierenden hier bearbeiten können, ist sehr breit und schließt das ganze Spektrum der IT ein.

Von der Theorie in die Praxis

Auch Student Moritz Müller brachte sich für seine Abschlussarbeit aktiv ins Innovationsmanagement mit ein. Er ­definierte im Rahmen seiner Bachelor-Arbeit die „Anforderungen für einen Open-Source VPN-Router zur Verbindung des Digitalen Zwillings des Projekts ‚Smartes Gewächshaus‘ an die hessische Infrastruktur“. Seine Arbeit entstand im Rahmen des vom Hessischen Ministeriums des Innern und für Sport geförderten Projekts PROGENITOR, das „die wissenschaftliche Erforschung und Erprobung von verbesserten und neuartigen Methoden zum Bau von elektronischen Netzwerkkomponenten für sicherheitskritische Anwendungen und zur Stärkung der digitalen Souveränität“ zum Ziel hat. „Für uns war es spannend, an der Schnittstelle zwischen dem Forschungsvorhaben PROGENITOR und dem Anwendungsthema „Digitaler Zwilling“ an den Anforderungen für eine vollständig Open-Source-basierte IT-Komponente mitzuwirken. Für mich sind diese grundlegenden Ansätze wichtig auf dem Weg zu echter ­digitaler Souveränität. Moritz Müller hat engagiert den Bogen von diesen Grund­lagen zu potenziellen Anwendungs­fällen geschlagen, die wir exemplarisch umsetzen wollen“, stellt Betreuer Markus Schramm fest.

Wie man mit einer „Low-Code“-Umgebung Roboter für die Prozessautoma­tion (RPA) baut, untersuchte der Student Tim Hochwärter in seiner Bachelor-Arbeit. Ein RPA-Bot automatisiert Prozesse durch simulierte Nutzeraktionen und vereinfacht dadurch Arbeiten, die sonst „von Hand“ durchgeführt werden. Er kann insbesondere helfen, Daten zwischen Anwendungen auszutauschen, die keine technische Schnittstelle ­haben (können). Die Low-Code-Umgebung ermöglicht dabei die Programmierung anhand von Diagrammen, in denen vorgefertigte Funktionen zu ­einem Workflow zusammengestellt und anschließend mit den nötigen Parametern versehen werden. Solche Umge­bungen sollen es auch informierten Programmier-Laien ermöglichen, Anwendungen zu entwickeln. Der durchgeführte Proof of Concept zeigte, dass auch bei diesem Ansatz Programmierverständnis nötig ist und es nicht reicht, nur ein paar Symbole zusammenzuklicken. Tim Hochwärter veranschaulichte aber auch die Möglichkeiten von RPA bei der Prozessautomation, die in vielen Verwaltungstätigkeiten die Arbeit mit unterschiedlichen Programmen oder Datenquellen vereinfachen würde. Alle, die den erstellten Demonstrator erlebt haben, konnten verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für den eigenen Aufgabenbereich mitnehmen.

Training on the Job

Neben Abschlussarbeiten bietet das ­Innovationsmanagement Nachwuchskräften außerdem die Möglichkeit, sich in ihren Praxisphasen mit Innovationen zu befassen und dort Themen wie IoT (Internet of Things), RPA (Robotic Process Automation), Sprachverarbeitung oder Blockchain kennenlernen. So führten die beiden Studenten Tristan Fuchs und Magnus Weber eine Messkampagne durch, bei der sie untersucht haben, wie sich Funksignale bei einer bestimmten Technik für Niederenergieweitverkehrsnetze (LPWAN) verhalten. Derartige Techniken können eingesetzt werden, um Signale bei geringem Energieverbrauch über weite Strecken oder aus Gebäuden zu senden. Praktische Anwendungen in der Landesverwaltung finden sich beispielsweise im Bereich der Land- oder Forstwirtschaft, wenn Daten in der Fläche übertragen werden, oder beim Gebäudemanagement, wenn Daten in Gebäudeteilen mit starker Abschirmung benötigt werden.

In der Theorie zu wissen, wie man ein Mess- und Regelszenario im Internet der Dinge aufbauen und wie man dabei eine NoSQL-Datenbank zur Datenhaltung einsetzen kann, ist eine Sache. Aber der Teufel steckt bekanntlich im Detail und in der Umsetzung stellt man fest, dass es nicht damit getan ist, ein paar Komponenten zusammenzustecken und einige Softwarepakete zu installieren. Frederik Jöst hat sich in seiner Praxisphase in dieses Thema eingearbeitet und ein entsprechendes Setup für die Temperaturmessung als Demonstrator gebaut: Das Zusammenspiel von Sensor, Regelungsmodell und Aktor ist im kleinen Maßstab das, was für komplexere Systeme als „Digitaler Zwilling“ bezeichnet wird.

Auftrag: Laborbuch

Im Rahmen eines dreitägigen Hackathons realisierten 13 Studierende verschiedener Jahrgänge in der IT-Werkstatt für Anwendungsentwicklung ein Laborbuch für das Innovationsmanagement. Der Auftrag: In diesem sollten möglichst einfach wesentliche Arbeitsschritte dokumentiert werden – sei es im Rahmen einzelner Evaluationsvor­haben oder bei Arbeiten an Systemen der Forschungs- und Erprobungsumgebung (F&E). Die besondere Herausforderung dabei: Die F&E-Umgebung ist vollständig von der Netzumgebung der HZD getrennt. Deshalb konnten die üblichen Werkzeuge, etwa die des Changemanagements oder SharePoint-Teamräume, nicht genutzt werden. Zudem ist die F&E-Umgebung sehr heterogen und besitzt Komponenten „on premises“ und in der Cloud. Von diesen verschiedenen Plattformen aus muss das Laborbuch verwendet werden können. Und die Benutzung sollte möglichst einfach sein, um die Anwenderinnen und Anwender nicht durch komplizierte Navigations- und Formularstrukturen abzuschrecken. Sechs Teams entwickelten prototypische Lösungen sowohl für das Frontend als auch das Backend mit der Datenhaltung. Ausgehend von den Prototypen hat das dynamische Team der IT-Werkstatt das Laborbuch anschließend in ­einem agilen Projekt fertiggestellt und so im kompletten Entwicklungszyklus mitgewirkt.

Die enge Verzahnung zwischen Theorie und Praxis im Bereich Innovation eröffnet dual Studierenden ebenso wie etablierten IT-Expertinnen und -Experten die Möglichkeit, den sprichwörtlichen „Blick über den Tellerrand“ zu wagen und unterstützt damit das Vorhaben, die Digitalisierung der Verwaltung innovativ und zukunftsfähig zu gestalten.